git.sesse.net Git - nageru/blob - ffmpeg_capture.h

   1 #ifndef _FFMPEG_CAPTURE_H
   2 #define _FFMPEG_CAPTURE_H 1
   3
   4 // FFmpegCapture looks much like a capture card, but the frames it spits out
   5 // come from a video in real time, looping. Because it decodes the video using
   6 // FFmpeg (thus the name), this means it can handle a very wide array of video
   7 // formats, and also things like network streaming and V4L capture, but it is
   8 // also significantly less integrated and optimized than the regular capture
   9 // cards. In particular, the frames are always scaled and converted to 8-bit
  10 // RGBA on the CPU before being sent on to the GPU.
  11 //
  12 // Since we don't really know much about the video when building the chains,
  13 // there are some limitations. In particular, frames are always assumed to be
  14 // sRGB even if the video container says something else. We could probably
  15 // try to load the video on startup and pick out the parameters at that point,
  16 // but it would require some more plumbing, and it would also fail if the file
  17 // changes parameters midway, which is allowed in some formats.
  18 //
  19 // There is currently no audio support.
  20
  21 #include <assert.h>
  22 #include <stdint.h>
  23 #include <functional>
  24 #include <map>
  25 #include <memory>
  26 #include <mutex>
  27 #include <set>
  28 #include <string>
  29 #include <thread>
  30
  31 #include <movit/ycbcr.h>
  32
  33 #include "bmusb/bmusb.h"
  34 #include "ffmpeg_raii.h"
  35 #include "quittable_sleeper.h"
  36
  37 struct AVFormatContext;
  38
  39 class FFmpegCapture : public bmusb::CaptureInterface
  40 {
  41 public:
  42         FFmpegCapture(const std::string &filename, unsigned width, unsigned height);
  43         ~FFmpegCapture();
  44
  45         void set_card_index(int card_index)
  46         {
  47                 this->card_index = card_index;
  48         }
  49
  50         int get_card_index() const
  51         {
  52                 return card_index;
  53         }
  54
  55         void rewind()
  56         {
  57                 std::lock_guard<std::mutex> lock(queue_mu);
  58                 command_queue.push_back(QueuedCommand { QueuedCommand::REWIND });
  59         }
  60
  61         void change_rate(double new_rate)
  62         {
  63                 std::lock_guard<std::mutex> lock(queue_mu);
  64                 command_queue.push_back(QueuedCommand { QueuedCommand::CHANGE_RATE, new_rate });
  65         }
  66
  67         // CaptureInterface.
  68         void set_video_frame_allocator(bmusb::FrameAllocator *allocator) override
  69         {
  70                 video_frame_allocator = allocator;
  71                 if (owned_video_frame_allocator.get() != allocator) {
  72                         owned_video_frame_allocator.reset();
  73                 }
  74         }
  75
  76         bmusb::FrameAllocator *get_video_frame_allocator() override
  77         {
  78                 return video_frame_allocator;
  79         }
  80
  81         // Does not take ownership.
  82         void set_audio_frame_allocator(bmusb::FrameAllocator *allocator) override
  83         {
  84                 audio_frame_allocator = allocator;
  85                 if (owned_audio_frame_allocator.get() != allocator) {
  86                         owned_audio_frame_allocator.reset();
  87                 }
  88         }
  89
  90         bmusb::FrameAllocator *get_audio_frame_allocator() override
  91         {
  92                 return audio_frame_allocator;
  93         }
  94
  95         void set_frame_callback(bmusb::frame_callback_t callback) override
  96         {
  97                 frame_callback = callback;
  98         }
  99
 100         // Used to get precise information about the Y'CbCr format used
 101         // for a given frame. Only valid to call during the frame callback,
 102         // and only when receiving a frame with pixel format PixelFormat_8BitYCbCrPlanar.
 103         movit::YCbCrFormat get_current_frame_ycbcr_format() const
 104         {
 105                 return current_frame_ycbcr_format;
 106         }
 107
 108         void set_dequeue_thread_callbacks(std::function<void()> init, std::function<void()> cleanup) override
 109         {
 110                 dequeue_init_callback = init;
 111                 dequeue_cleanup_callback = cleanup;
 112                 has_dequeue_callbacks = true;
 113         }
 114
 115         std::string get_description() const override
 116         {
 117                 return description;
 118         }
 119
 120         void configure_card() override;
 121         void start_bm_capture() override;
 122         void stop_dequeue_thread() override;
 123         bool get_disconnected() const override { return false; }  // We never unplug.
 124
 125         std::map<uint32_t, bmusb::VideoMode> get_available_video_modes() const;
 126         void set_video_mode(uint32_t video_mode_id) override {}  // Ignore.
 127         uint32_t get_current_video_mode() const override { return 0; }
 128
 129         std::set<bmusb::PixelFormat> get_available_pixel_formats() const override {
 130                 return std::set<bmusb::PixelFormat>{ bmusb::PixelFormat_8BitBGRA, bmusb::PixelFormat_8BitYCbCrPlanar };
 131         }
 132         void set_pixel_format(bmusb::PixelFormat pixel_format) override {
 133                 this->pixel_format = pixel_format;
 134         }
 135         bmusb::PixelFormat get_current_pixel_format() const override {
 136                 return pixel_format;
 137         }
 138
 139         std::map<uint32_t, std::string> get_available_video_inputs() const override {
 140                 return { { 0, "Auto" } }; }
 141         void set_video_input(uint32_t video_input_id) override {}  // Ignore.
 142         uint32_t get_current_video_input() const override { return 0; }
 143
 144         std::map<uint32_t, std::string> get_available_audio_inputs() const override {
 145                 return { { 0, "Embedded" } };
 146         }
 147         void set_audio_input(uint32_t audio_input_id) override {}  // Ignore.
 148         uint32_t get_current_audio_input() const override { return 0; }
 149
 150 private:
 151         void producer_thread_func();
 152         void send_disconnected_frame();
 153         bool play_video(const std::string &pathname);
 154         void internal_rewind();
 155
 156         // Returns true if there was an error.
 157         bool process_queued_commands(AVFormatContext *format_ctx, const std::string &pathname, timespec last_modified);
 158
 159         // Returns nullptr if no frame was decoded (e.g. EOF).
 160         AVFrameWithDeleter decode_frame(AVFormatContext *format_ctx, AVCodecContext *codec_ctx, const std::string &pathname, int video_stream_index, bool *error);
 161
 162         std::string description, filename;
 163         uint16_t timecode = 0;
 164         unsigned width, height;
 165         bmusb::PixelFormat pixel_format = bmusb::PixelFormat_8BitBGRA;
 166         movit::YCbCrFormat current_frame_ycbcr_format;
 167         bool running = false;
 168         int card_index = -1;
 169         double rate = 1.0;
 170
 171         bool has_dequeue_callbacks = false;
 172         std::function<void()> dequeue_init_callback = nullptr;
 173         std::function<void()> dequeue_cleanup_callback = nullptr;
 174
 175         bmusb::FrameAllocator *video_frame_allocator = nullptr;
 176         bmusb::FrameAllocator *audio_frame_allocator = nullptr;
 177         std::unique_ptr<bmusb::FrameAllocator> owned_video_frame_allocator;
 178         std::unique_ptr<bmusb::FrameAllocator> owned_audio_frame_allocator;
 179         bmusb::frame_callback_t frame_callback = nullptr;
 180
 181         QuittableSleeper producer_thread_should_quit;
 182         std::thread producer_thread;
 183
 184         int64_t pts_origin, last_pts;
 185         std::chrono::steady_clock::time_point start, next_frame_start;
 186
 187         std::mutex queue_mu;
 188         struct QueuedCommand {
 189                 enum Command { REWIND, CHANGE_RATE } command;
 190                 double new_rate;  // For CHANGE_RATE.
 191         };
 192         std::vector<QueuedCommand> command_queue;  // Protected by <queue_mu>.
 193 };
 194
 195 #endif  // !defined(_FFMPEG_CAPTURE_H)